基于鈷的、含錳的高溫焊料合金、粉末、構(gòu)件和焊接方法
【專利摘要】通過使用含錳的、具有鋯、鉭和碳的鈷基合金實現(xiàn)良好的材料配合的接合連接。
【專利說明】
基于鈷的、含錳的高溫焊料合金、粉末、構(gòu)件和焊接方法
技術(shù)領域
[0001]本發(fā)明涉及一種能夠在焊接時使用的含錳的鈷基合金、一種粉末、一種構(gòu)件和一種焊接方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于其與鎳基合金相比的高的導熱性，第一渦輪級的固定的組件部分地由鈷基合金、如MAR-M 509制造。這適合用于固定式燃氣輪機和航空渦輪機。
[0003]主要提供鎳基焊料用于在這些組件處的材料配合的接合連接，所述組件構(gòu)成為高溫焊接部的形式。這些傳統(tǒng)的鎳基焊料包含硼和/或硅作為熔點抑制劑(Schmelzpunkterniedriger)。由于鈷和鎳的不同的熱膨脹系數(shù)，在接合區(qū)的范圍中出現(xiàn)高的固有應力，所述固有應力導致接合連接的削弱。此外，在寬的接縫和短的焊接工藝時間的情況下，脆性相沉淀在焊縫中，所述脆性相附加地損害機械的完整性。
[0004]迄今，使用傳統(tǒng)的鎳基焊料來接合鈷基材料。在此，接受在接合區(qū)的范圍中機械特性的顯著受限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此，本發(fā)明的目的是闡明一種焊料合金、一種粉末、一種構(gòu)件和一種焊接方法，其中鈷基合金能夠在高溫下被焊接并且形成良好的接合連接。
[0006]所述目的通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊料合金、根據(jù)權(quán)利要求6所述的粉末、根據(jù)權(quán)利要求7所述的構(gòu)件和根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法來實現(xiàn)。
[0007]在從屬權(quán)利要求中列出其他有利的措施，這些措施能夠彼此任意組合，以便獲得其他優(yōu)點。
[0008]通過新型鈷合金取消使用傳統(tǒng)的鎳焊料。此外，新型焊料優(yōu)選不需要典型的熔點抑制劑硼和硅，所述熔點抑制劑會導致形成脆性的第二相。
[0009]在<1473K的溫度范圍中含錳的鈷焊料的可加工性能夠?qū)崿F(xiàn)將接合工藝集成到鈷組分的熱處理中。由此產(chǎn)生時間和成本節(jié)約。
【具體實施方式】
[0010]說明書僅描述本發(fā)明的實施例。
[0011]提出以新型的不含硼和硅的鈷基焊料進行工作，所述鈷基焊料包含錳(Mn)作為主要的熔點抑制劑。也優(yōu)選的是，不存在其他熔點抑制劑鎵(Ga)和鍺(Ge)。
[0012]基于鈷的焊料合金至少具有:
[0013]鋯(Zr)，尤其8重量％至16重量％、更尤其15重量％的鋯(Zr)，鉭(Ta)，尤其6重量％至10重量％、更尤其8重量％的鉭(Ta)，碳(C)，尤其0.5重量％至1.5重量％、更尤其I重量％的碳(C)，猛(Mn)，尤其8重量％至12重量％、更尤其10重量％的錳(Mn)，可選的鈦(Ti)。
[0014]優(yōu)選將四元體系C0-15Zr-8Ta-lC(以重量％表示)考慮作為輸出體系，所述四元體系與錳制成合金。
[0015]錳(Mn)在鈷基體之內(nèi)具有高的溶解度，使得能夠防止脆性相的沉淀。
[0016]熔點能夠通過添加10重量％的錳(Mn)而下降到<1473K。
[0017]此外，能夠混合0.5重量％至5重量％的少量的鈦(Ti)，以進一步降低熔點。此外，除鉭(Ta)之外，鈦在鈷基體中起到碳化物形成元素的作用并且因此用于加固接合區(qū)。
[0018]用基于鈷的焊料合金焊接的襯底的明顯不同之處在于:所述襯底尤其具有其他元素或者尤其不具有錳。
【主權(quán)項】
1.一種基于鈷的焊料合金， 所述基于鈷的焊料合金至少具有: 鋯(Zr)， 尤其8重量％至16重量％、更尤其15重量％的鋯(Zr)； 鉭(Ta)， 尤其6重量％至10重量％、更尤其8重量％的鉭(Ta)； 碳(C)， 尤其0.5重量％至1.5重量％、更尤其I重量％的碳(C); 猛(Mn)， 尤其8重量％至12重量％、更尤其10重量％的錳(Mn)； 可選的鈦(Ti)， 尤其至少0.5重量％、更尤其至少I重量％的鈦(Ti)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合金， 所述合金由鋯(Zr)、鉭(Ta)、碳(C)、錳(Mn)、鈷(Co)和可選的鈦(Ti)構(gòu)成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合金， 所述合金由鋯(Zr)、鉭(Ta)、碳(C)、錳(Mn)、鈷(Co)和鈦(Ti)構(gòu)成。4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3中任一項或多項所述的合金， 所述合金不具有硼(B)、硅(Si)、鍺(Ge)和鎵(Ga)。5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4中任一項或多項所述的合金， 所述合金具有最大5重量％的鈦(Ti)。6.—種粉末， 所述粉末具有根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5中任一項或多項所述的合金。7.—種構(gòu)件， 所述構(gòu)件具有下述材料或者尤其由下述材料構(gòu)成:根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5中任一項或多項所述的合金，或根據(jù)權(quán)利要求6所述的粉末。8.—種用于焊接的方法， 所述方法使用根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5中任一項或多項所述的合金，或使用根據(jù)權(quán)利要求6所述的粉末。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法， 所述方法用于焊接鈷基合金， 其結(jié)合根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于鈷合金的熱處理來執(zhí)行， 所述鈷合金明顯不同于根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的合金， 所述鈷合金尤其不具有錳。
【文檔編號】B23K1/00GK105873708SQ201480072224
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2014年12月17日
【發(fā)明人】布麗塔·勞克斯
【申請人】西門子公司